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1、8/2/2024 单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术目目 录录& 第第1 1章章 微机基础知识微机基础知识& 第第2 2章章 89C5189C51单片机硬件结构和原理单片机硬件结构和原理& 第第3 3章章 指令系统指令系统& 第第4 4章章 汇编语言程序设计知识汇编语言程序设计知识& 第第5 5章章 中断系统中断系统& 第第6 6章章 定时器及应用定时器及应用& 第第7章章 89C51串行口及串行通信技术串行口及串行通信技术& 第第8章章 单片机小系统及扩展单片机小系统及扩展& 第第9章章 应用系统配置及接口技术应用系统配置及接口技术& 第第10章
2、章 系统实用程序系统实用程序Exit8/2/2024 单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术第一章第一章 微机基础知识微机基础知识1.1 1.1 微处理器、微机和单片机的概念微处理器、微机和单片机的概念Back1.2 1.2 常用数制和编码常用数制和编码1.3 1.3 数据在计算机中的表示数据在计算机中的表示1.41.4 89C5189C51单片机单片机 1.51.5 思考题与习题思考题与习题8/2/2024 单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术1.1 1.1 微处理器、微机和单片机的概念微处理器、微机和单片
3、机的概念Back1.1.21.1.2 存储器和输入输出接口存储器和输入输出接口1.1.11.1.1 微处理器微处理器( (机机) )的组成的组成8/2/2024 单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术概概 念念1 1、微处理器、微处理器3 3、单片机、单片机2 2、微型计算机、微型计算机8/2/2024 单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术微处理器微处理器 (Microprocessor)是小型计算机或微型计算机的是小型计算机或微型计算机的控制控制和和处理处理部分。部分。又称又称中央处理单元中央处理单元CPU
4、(Central Processing Unit)8/2/2024 单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术微型计算机微型计算机( (Microcomputer, 简称简称微机微机 MC） 是具有完整运算及是具有完整运算及 控制功能的计算机。控制功能的计算机。P1P1图图1-11-1接口适配器接口适配器( (输入输出接口电路输入输出接口电路) )包括包括微处理器微处理器(CPU)(CPU)存储器存储器输入输入/ /输出（输出（I/OI/O）设备。设备。图图1-1 微机的组成微机的组成 8/2/2024 单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术单片机原理及
5、接口技术单片机原理及接口技术微处理器微处理器由控制器、运算器和若干个寄存器组成由控制器、运算器和若干个寄存器组成/设备与微处理器的连接需要通过设备与微处理器的连接需要通过接口适配器接口适配器 (即即/接口接口)；存储器存储器是指微机内部的存储器（是指微机内部的存储器（RAM、ROM和和 EPROM等芯片）。等芯片）。8/2/2024 单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术单片机单片机（Single-Chip Microcomputer） 是将微处理器、一定容量是将微处理器、一定容量RAM和和ROM以及以及I/O口口、定时器等电路集成在一块芯片上，构成、
6、定时器等电路集成在一块芯片上，构成单片单片微型计算机微型计算机。微处理器微处理器RAM ROMI/O口口定时器等定时器等单片微型计算机单片微型计算机Back8/2/2024 单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术1.1.11.1.1 微处理器（机）的组成微处理器（机）的组成Back 1、运算器、运算器 2 2、控制器、控制器 3 3、CPUCPU中的主要寄存器中的主要寄存器8/2/2024 单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术计算机的模型计算机的模型微处理单元与存储器及微处理单元与存储器及I/O接口组成的接口
7、组成的计算机模型计算机模型: 图图1-2图图中中只只画画出出CPU主主要要的的寄寄存存器器和和控控制制电电路路，并并且且假假设设所所有有的计数器、寄存器和总线都是的计数器、寄存器和总线都是8位位宽度。宽度。ALU、计计数数器器、寄寄存存器器和和控控制制部部分分除除在在微微处处理理器器内内通通过过内内部部总总线线相相互互联联系系以以外外，还还通通过过外外部部总总线线和和外外部部的的存存储储器器和输入和输入/输出接口电路联系。输出接口电路联系。外外部部总总线线一一般般分分为为数数据据总总线线、地地址址总总线线和和控控制制总总线线，统统称称为为系统总线系统总线。存储器存储器包括包括RAM和和ROM。
8、微计算机通过输入微计算机通过输入/输出输出接口电路接口电路可与各种外围设备联接可与各种外围设备联接! 8/2/2024 单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术图图1-2 一个计算机模型一个计算机模型8/2/2024 单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术1 1、运算器、运算器 Back1 1）组成）组成2 2）作用）作用3 3）ALU的两个主要的输入来源的两个主要的输入来源4 4）运算器的两个主要功能）运算器的两个主要功能8/2/2024 单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术单片机原理及
9、接口技术1 1）运算器的运算器的组成组成Back算术逻辑单元算术逻辑单元(简称简称ALU）运算器运算器累加器累加器 寄存器寄存器8/2/2024 单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术2 2）运算器的作用）运算器的作用是把传送到微处理器的数据进行是把传送到微处理器的数据进行算术算术或或逻辑运算逻辑运算。ALU可对两个操作数进行可对两个操作数进行加、减、与、或、比较加、减、与、或、比较大小大小等操作，最后将结果存入累加器。等操作，最后将结果存入累加器。ALU执行不同的运算操作是由不同执行不同的运算操作是由不同控制线上的信控制线上的信息息所确定的。所确定的
10、。Back8/2/2024 单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术例：例：两个数（两个数（7和和9）相加，在相加之前，操作数）相加，在相加之前，操作数9放在放在累加器累加器中，中，7放在放在数据寄存器数据寄存器中，执行两数中，执行两数相加运算的相加运算的控制线控制线发出发出“加加”操作信号，操作信号，ALU即即把两个数相加并把结果（把两个数相加并把结果（16）存入累加器，取代）存入累加器，取代累加器前面存放的数累加器前面存放的数9。Back8/2/2024 单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术3）ALU的两个
11、主要的输入来源的两个主要的输入来源输入来源输入来源数据寄存器数据寄存器累加器累加器Back8/2/2024 单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术4 4）运算器的两个主要功能）运算器的两个主要功能（1 1）执行各种）执行各种算术运算算术运算。（2 2）执行各种）执行各种逻辑运算逻辑运算，并进行，并进行逻辑测试逻辑测试。如零值测试或两个值的比较。如零值测试或两个值的比较。Back8/2/2024 单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术2 2、控制器、控制器1 1）控制器的组成）控制器的组成2 2）控制器的作用）控
12、制器的作用3 3）控制器的主要功能）控制器的主要功能Back8/2/2024 单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术Back1 1）控制器的组成）控制器的组成8/2/2024 单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术2 2）作用）作用它是发布命令的它是发布命令的“决策机构决策机构”， 即即协调协调和和指挥指挥整个计算机系统的操作。整个计算机系统的操作。Back8/2/2024 单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术3 3）控制器的主要功能）控制器的主要功能对指令进行译码或
13、测试，并产生相应的操作控制对指令进行译码或测试，并产生相应的操作控制信号，以便启动规定的动作。信号，以便启动规定的动作。指挥并控制指挥并控制CPUCPU、内存和输入内存和输入/ /输出设备之间数据输出设备之间数据流动的方向。流动的方向。从内存中取出一条指令，并指出下一条指令在内从内存中取出一条指令，并指出下一条指令在内存中的位置。存中的位置。Back8/2/2024 单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术3 3、CPUCPU中的主要寄存器中的主要寄存器1 1）累加器（）累加器（A A）2 2）数据寄存器（）数据寄存器（DRDR）3 3）指令寄存器（）指
14、令寄存器（IRIR）4 4）指令译码器（）指令译码器（IDID）6 6）地址寄存器（）地址寄存器（ARAR）5 5）程序计数器（）程序计数器（PCPC）Back8/2/2024 单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术1 1）累加器（）累加器（A A）Back在算术和逻辑运算时，它具有双重功能：在算术和逻辑运算时，它具有双重功能： 运算前运算前，用于保存一个，用于保存一个操作数操作数； 运算后运算后，用于保存所得的和、差或逻辑，用于保存所得的和、差或逻辑运算结果运算结果累加器是微处理器中累加器是微处理器中最繁忙最繁忙的寄存器。的寄存器。8/2/2024
15、单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术2 2）数据寄存器（）数据寄存器（DRDR）数数据据( (缓缓冲冲) )寄寄存存器器( (DR) )：是是通通过过数数据据总总线线(DBUS)(DBUS)向向存存储储器器(M)(M)和和输输入入/ /输输出出设设备备I/OI/O送送( (写写) )或取（读）数据的或取（读）数据的暂存单元暂存单元。Back8/2/2024 单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术3 3）指令寄存器（）指令寄存器（IRIR）指令寄存器用来指令寄存器用来保存当前正在执行的一条指令保存当前正在执行的
16、一条指令当当执执行行一一条条指指令令时时先先把把它它从从内内存存取取到到数数据据寄寄存存器器中，然后再传送到中，然后再传送到指令寄存器指令寄存器中。中。Back8/2/2024 单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术4 4）指令译码器（）指令译码器（IDID）指指令令分分为为操操作作码码和和地地址址码码字字段段，由由二二进进制制数数字字组组成成。当当执执行行任任何何给给定定的的指指令令，必必须须对对操操作作码码进进行行译码，以便确定所要求的操作。译码，以便确定所要求的操作。指指令令寄寄存存器器中中操操作作码码字字段段的的输输出出就就是是指指令令译译码码
17、器器的输入。的输入。操操作作码码一一经经译译码码后后，即即可可向向控控制制器器发发出出具具体体操操作作的特定信号的特定信号。Back8/2/2024 单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术5 5）程序计数器（）程序计数器（PCPC） 通常又称为通常又称为指令地址计数器指令地址计数器。在在程程序序开开始始执执行行前前，必必须须将将其其起起始始地地址址，即即程程序序的的第一条指令第一条指令所在的内存单元地址送到所在的内存单元地址送到PCPC。当当执执行行指指令令时时，CPUCPU将将自自动动修修改改PCPC的的内内容容，使使之之总是保存将要执行的总是保存将
18、要执行的下一条指令的地址下一条指令的地址。由由于于大大多多数数指指令令都都是是按按顺顺序序执执行行的的，所所以以修修改改的的过程通常是简单的加过程通常是简单的加1 1操作。操作。Back8/2/2024 单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术6 6）地址寄存器（）地址寄存器（ARAR）地地址址寄寄存存器器：用用来来保保存存当当前前CPUCPU所所要要访访问问的的内内存存单单元或元或I/OI/O设备的地址。设备的地址。因因为为内内存存(I/O(I/O设设备备) )和和CPUCPU之之间间存存在在着着速速度度上上的的差差别别，所所以以必必须须使使用用地地址
19、址寄寄存存器器来来保保存存地地址址信信息息，直直到到内存内存(I/O(I/O设备设备) )读读/ /写操作完成为止。写操作完成为止。Back8/2/2024 单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术1.1.21.1.2 存储器和输入输出接口存储器和输入输出接口1 1、存储器、存储器2 2、I/OI/O接口及外设接口及外设Back8/2/2024 单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术1 1、存储器、存储器P5图图1-4： 2568位读位读/写存储器写存储器地地址址总总线线、数数据据总总线线和和若若干干控控制制线线
20、把把存存储储器器和和微微处理器连接起来。处理器连接起来。存存储储器器从从CPU接接收收控控制制信信号号，以以确确定定存存储储器器执执行行读读/写操作。写操作。地址总线地址总线将将8位地址信息送入地址译码器，地址位地址信息送入地址译码器，地址译码器的输出可以确定唯一的存储单元。译码器的输出可以确定唯一的存储单元。数据总线数据总线用来传送存储器到用来传送存储器到CPU或或CPU到存储器到存储器的数据信息。的数据信息。8/2/2024 单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术图图1-4 随机存取存储器随机存取存储器8/2/2024 单片机原理及接口技术单片机原
21、理及接口技术单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术2 2、I/OI/O接口及外设接口及外设每每个个外外设设与与微微处处理理器器的的连连接接必必须须经经过过接接口口适适配配器器（I/OI/O接口）。接口）。每每个个I/OI/O接接口口及及其其对对应应的的外外设设都都有有一一个个固固定定的的地地址址，在在CPUCPU的的控控制制下下实实现现对对外外设设的的输输入入（读读）和和输出（写）操作。输出（写）操作。Back8/2/2024 单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术1.21.2 常用数制和编码常用数制和编码Back* 1.2.1 数制及数制间转换数制
22、及数制间转换 * 1.2.2计算机中常用编码计算机中常用编码 8/2/2024 单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术 1.2.1 数制及数制间转换数制及数制间转换Back*1.1. 数制数制计数的进位制计数的进位制*2. 2. 不同数制之间的转换不同数制之间的转换8/2/2024 单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术1.1.数制数制计数的进位制计数的进位制Back1.1.二进制：二进制：是是“0”0”和和“1”1”这样的数这样的数、逢逢2 2进位。按权进位。按权展开时权的基数为展开时权的基数为2 2。用后缀
23、字母。用后缀字母“B”B”表示。表示。 如：如：1001=11001=12 23 3+0+02 22 2+0+02 21 1+1+12 20 0 =9=9（十进制数）（十进制数）2.2.十进制十进制：是：是“0”“9”0”“9”之间的数之间的数、逢逢1010进位。按进位。按权展开时权的基数为权展开时权的基数为1010。用后缀字母。用后缀字母“D”D”表示。表示。 如：如：1135=11135=110103 3+1+110102 2+3+310101 1+5+510100 0 3.3.十六进制：十六进制：是是“0”“9”0”“9”，“A,B,C,D,E,F”A,B,C,D,E,F”之间之间的数的
24、数、逢逢1616进位。按权展开时权的基数为进位。按权展开时权的基数为1616。用后缀。用后缀字母字母“H”H”表示。表示。 如：如：1C5H=11C5H=116162 2+12+1216161 1+5+516160 0 =453D=453D8/2/2024 单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术2 2、不同数制之间的转换、不同数制之间的转换Back1 1、二进制、十六进制转化成十进制：、二进制、十六进制转化成十进制：将将二二、十十六六进进制制数数按按权权展展开开相相加加即即为为相相应应的的十进制数。十进制数。如：如：1101=11101=12 23 3
25、+1+12 22 2+0+02 21 1+1+12 20 0 =13D=13D如：如：1FH=11FH=116161 1+15+1516160 0 =31D=31D2 2、十进制转换成二进制数：十进制转换成二进制数：将十进制数除将十进制数除2 2取余，商为取余，商为0 0止余数倒置。止余数倒置。如：如：11D=1011B11D=1011B 3 3、十进制转换成十六进制数：十进制转换成十六进制数：将十进制数除将十进制数除1616取余，商为取余，商为0 0止余数倒置。止余数倒置。如：如：100D=64H100D=64H2 11 余数余数 2 5 1 2 2 1 2 1 0 0 116 100 余数
26、余数 16 6 4 0 6 8/2/2024 单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术2 2、不同数制之间的转换、不同数制之间的转换Back4 4、二进制转换成十六进制数：二进制转换成十六进制数：将将二二进进制制数数以以小小数数点点为为界界四四位位一一分分，不不足足补补0 0，用一位十六进制数代替四位二进制数。用一位十六进制数代替四位二进制数。如：如：1 1 0011 0011 11001100 B= B=0001 0001 00110011 11001100 B= B= 1 13 3C C H H5 5、十六进制转换成二进制数：十六进制转换成二进制数：
27、将将十十六六进进制制数数以以小小数数点点为为界界，用用四四位位二二进进制制数数代替一位十六进制数。代替一位十六进制数。如：如：D D4 4E E H= H=11011101 01000100 11101110 B B8/2/2024 单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术 1.2.2 计算机中常用编码计算机中常用编码Back1.BCD（Binary Coded Decimal）码）码 二十进制码二十进制码1.ASCII（ American Standard Code for Information Interchange）码）码8/2/2024 单片机
28、原理及接口技术单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术1.BCD（Binary Coded Decimal）码）码 二十进制码二十进制码Back*BCD码码是是一一种种二二进进制制形形式式的的十十进进制制码码，也也称称二二十十进进制制码码。它它用用4位位二二进进制制数数表表示示1位位十十进进制数，最常用的是制数，最常用的是8421BCD码，见表码，见表1-2。8421BCD码用码用0000H1001H代表十进制数代表十进制数09，运算法则是逢十进一。，运算法则是逢十进一。8421BCD码每位码每位的权分别是的权分别是8，4，2，1，故得此名。，故得此名。例：例：1 649的
29、的BCD码为码为0001 0110 0100 1001。8/2/2024 单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术表表 1-2 8421 BCD码表码表Back十进制数8421BCD码二进制数十进制数8421BCD码二进制数000000000810001000100010001910011001200100010100001 00001010300110011110001 00011011401000100120001 0010 1100501010101130001 0011 1101601100110140001 010011107011101111
30、50001 010111118/2/2024 单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术2. ASCII（American Standard Code for Information Interchange）码）码BackASCII码是一种字符编码，是美国信息交换标准代码是一种字符编码，是美国信息交换标准代码的简称，见表码的简称，见表1-3。它由。它由7位二进制数码构成，共位二进制数码构成，共有有128个字符。个字符。ASCII码主要用于微机与外设通信。当微机与码主要用于微机与外设通信。当微机与ASCII码制的键盘、打印机及码制的键盘、打印机及CRT等连用
31、时，均以等连用时，均以ASCII码形式进行数据传输。码形式进行数据传输。例如，当按微机的某一键时，键盘中的单片机便将例如，当按微机的某一键时，键盘中的单片机便将所按的键码转换成所按的键码转换成ASCII码传入微机进行相应处理。码传入微机进行相应处理。8/2/2024 单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术Back表表 1-3 ASCII码字符表码字符表 高位低位0123456789ABCDEF00000001001000110100010101100111100010011010101111001101111011110000NULSOHSTXETXE
32、OTENQACKDELBSHTLFVTFFCRSOSI1001DLEDC1DC2DC3DC4NAKSYNETBCANEMSUBESCFSGSRSUS2010SP!“#$%&()*+,-。、30110123456789：；?4100ABCDEFGHIJKLMNO5101PQRSTUVWXYZ6110、abcdefghijklmno7111pqrstuvwxyz|DEL8/2/2024 单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术 1.3 数据在计算机中的表示数据在计算机中的表示Back 1.3.1 有符号数有符号数 1.3.2 无符号数无符号数8/2/2024
33、 单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术 1.3.1 有符号数有符号数有符号的8位二进制数用最高位D7表示数的正或负0代表“+”，1代表“-”，D7称为符号位，D6D0为数值位。BackD7D6 D0 符号位数值位上述的8位带符号二进制数又有3种不同表达形式 即原码、反码和补码。在计算机中，所有有符号数都是以补码形式存放的8/2/2024 单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术Back1. 原码：原码：一个二进制数，用最高位表示数的符号，其后各一个二进制数，用最高位表示数的符号，其后各 位表示数值本身，这种表示
34、方法称为原码。位表示数值本身，这种表示方法称为原码。 原码的表示范围是：原码的表示范围是：-127+127 例：例：X=+1011010B X原原=01011010B； X=-1011010B X原原=11011010B2. 反码：反码：正数的反码与原码相同。正数的反码与原码相同。 符号位一定为符号位一定为0，其余位为数值位。，其余位为数值位。 负数的反码符号位为负数的反码符号位为1，数值位将其原码的数值位逐位，数值位将其原码的数值位逐位 求反。求反。 反码的表示范围是：反码的表示范围是：-127+127例：例：X=-1011010B X 原原=11011010B X 反反=10100101B
35、8/2/2024 单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术3. 补码：补码：正数的补码与原码相同。正数的补码与原码相同。负数的补码符号位为负数的补码符号位为1，数值位将其原码的数值，数值位将其原码的数值位逐位求反后加位逐位求反后加1，即负数的反码加，即负数的反码加1。补码的表示范围是：补码的表示范围是：-128+127例：例： X=-1011010B X 补补=10100110B通常计算机中的数用补码表示，用补码进行运通常计算机中的数用补码表示，用补码进行运算。一个很明显的优点是减法可以用补码的加算。一个很明显的优点是减法可以用补码的加法来运算。法来运算
36、。Back8/2/2024 单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术这里还要特别提示这里还要特别提示“溢出溢出”的概念。的概念。溢出与进位不同，溢出是指有符号数的运溢出与进位不同，溢出是指有符号数的运算结果超出了数算结果超出了数-128+127的表示范围，的表示范围，破坏了符号位。破坏了符号位。 Back8/2/2024 单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术4 机器数与真值机器数与真值机器数：机器数： 计算机中以二进制形式表示的数计算机中以二进制形式表示的数真值：真值： 机器数所代表的数值。机器数所代表的数值。
37、例：机器数例：机器数10001010B，它的真值为，它的真值为 138（无符号数）（无符号数） -10（原码）（原码） -117（反码）（反码） -118（补码）（补码）Back8/2/2024 单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术【例例15】怎样根据真值求补码，或根据补码怎样根据真值求补码，或根据补码求真值？求真值？答：答： 只有两种求补码的方法：只有两种求补码的方法： 一是求负数的补码，用绝对值一是求负数的补码，用绝对值“取反加取反加1”来求补码来求补码二是求负数（补码）的真值，可先将该补码数用二是求负数（补码）的真值，可先将该补码数用“取反加取
38、反加1”的方法得到其绝对值，再在绝对值前添的方法得到其绝对值，再在绝对值前添加一负号。加一负号。Back8/2/2024 单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术无符号的无符号的8位二进制数没有符号位，从位二进制数没有符号位，从D7D0皆皆为数值位，所以为数值位，所以8位无符号二进制数的表示范围位无符号二进制数的表示范围是是0+255。8位二进制数码的不同表达含义见表位二进制数码的不同表达含义见表1-4 。Back 1.3.2 无符号数无符号数8/2/2024 单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术Back表表
39、1-4 数的表示方法数的表示方法Back8位二十进制数无符号数原码反码补码0000 00000+0+0+00000 00011+1+1+10000 00102+2+2+20111 1100124+124+124+1240111 1101125+125+125+1250111 1110126+126+126+1260111 1111127+127+127+1271000 0000128-0-127-1281000 0001129-1-126-1271000 0010130-2-125-1261111 1100252-124-3-41111 1101253-125-2-31111 1110254-
40、126-1-21111 1111255-127-0-18/2/2024 单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术Back 1.4 89C51单片机单片机 Back 51系列单片机有多种系列单片机有多种型号型号的产品，如：的产品，如：普通型普通型（51子系列）子系列）80C31、 80C51、87C51和和89C51等，等，增强型增强型（52子系列）子系列）80C32、80C52、87C52和和89C52等。等。它们的结构基本相同，其主要差别反映在存储器的它们的结构基本相同，其主要差别反映在存储器的配置上。配置上。8/2/2024 单片机原理及接口技术单片
41、机原理及接口技术单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术Back 1.4 89C51单片机单片机 Back80C31片内片内没有没有程序存储器，程序存储器，80C51内部设有内部设有4 KB的的掩膜掩膜ROM程序存储器。程序存储器。87C51是将是将80C51片内的片内的ROM换成换成EPROM，89C51则换成则换成4 KB的的闪速闪速E2PROM。51增强型增强型的程序存储器容量为的程序存储器容量为普通型的普通型的2 2倍倍。通常以通常以8C51代表这一系列的单片机，代表这一系列的单片机， 其中其中= 0掩膜掩膜ROM = 7EPROM/OTPROM = 9Flash ROM8/2/202
42、4 单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术Back 1.4 89C51单片机单片机 Back89系列单片机已经在片内增加系列单片机已经在片内增加4 KB或或8 KB的的Flash ROM，而且整个，而且整个89C51/89C52芯片比芯片比87C51便宜得多。所以现在已经没有人使用便宜得多。所以现在已经没有人使用80C31或或87C51开发产品了。开发产品了。单片机是单片机是典型的嵌入式系统典型的嵌入式系统，从体系结构到指令，从体系结构到指令系统都是按照嵌入式应用特点专门设计的，能最系统都是按照嵌入式应用特点专门设计的，能最好地满足面对控制对象、应用系
43、统的嵌入、现场好地满足面对控制对象、应用系统的嵌入、现场的可靠运行以及非凡的控制品质要求。因此，单的可靠运行以及非凡的控制品质要求。因此，单片机是发展最快、品种最多、数量最大的嵌入式片机是发展最快、品种最多、数量最大的嵌入式系统。系统。8/2/2024 单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术Back 1.4 89C51单片机单片机 Back嵌入式系统与单片机已深入到国民经济众多技术领域，嵌入式系统与单片机已深入到国民经济众多技术领域，从天上到地下，从军事、工业到家庭日常生活。在人类从天上到地下，从军事、工业到家庭日常生活。在人类进入信息时代的今天，难以
44、想像，没有单片机的世界将进入信息时代的今天，难以想像，没有单片机的世界将会怎样！会怎样！本教程以本教程以ATMEL、PHILIPS和和SST等公司的等公司的89系列单系列单片机中的片机中的AT89C51/P89C51/SST89E554（以下简称为（以下简称为89C51)为为典型机典型机，讲述单片机的硬件结构、原理、接讲述单片机的硬件结构、原理、接口技术、编程及其应用技术口技术、编程及其应用技术。舍弃。舍弃80C31扩展扩展EPROM的传统模式，而依据目标任务选择所需不同档次（片内的传统模式，而依据目标任务选择所需不同档次（片内不同存储器容量）的不同存储器容量）的89系列单片机。系列单片机。8
45、/2/2024 单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术Back 1.5 思考题与习题思考题与习题 Back1. 什么是微处理器、什么是微处理器、CPU、微机和单片机、微机和单片机?2. 单片机有哪些特点单片机有哪些特点?3. 微型计算机怎样执行一个程序微型计算机怎样执行一个程序?4. 将下列各二进制数转换为十进制数及十六进制数。将下列各二进制数转换为十进制数及十六进制数。 11010B 110100B 10101011B 11111B5. 将下列各数转换为十六进制数及将下列各数转换为十六进制数及ASCII码。码。129D 253D 01000011BC
46、D 00101001BCD6. 将下列十六进制数转换成二进制数和十进制数。将下列十六进制数转换成二进制数和十进制数。 5AH 0AE7.D2H 12BEH 0A85.6EH7. 将下列十进制数转换成将下列十进制数转换成8421BCD码。码。 22 986.71 1234 678.958/2/2024 单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术Back 1.5 思考题与习题思考题与习题 Back8. 什么叫原码、反码及补码？什么叫原码、反码及补码？9. 已知原码如下，写出其补码和反码已知原码如下，写出其补码和反码(其最高位为符号位其最高位为符号位) X原原=
47、01011001 X原原=00111110 X原原=11011011 X原原=1111110010. 当微机把下列数看成无符号数时，它们相应的十进制当微机把下列数看成无符号数时，它们相应的十进制数为多少？若把它们看成是补码，最高位为符号位，那数为多少？若把它们看成是补码，最高位为符号位，那么相应的十进制数是多少？么相应的十进制数是多少？ 10001110 10110000 00010001 011101018/2/2024 单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术1.李朝青李朝青. 单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术(简明修订版简明修订版). 北京
48、：北京航空航天大学出版社，北京：北京航空航天大学出版社，19992.李朝青李朝青. 单片机学习辅导测验及解答讲义单片机学习辅导测验及解答讲义. 北京：北京航空航天大学出版社，北京：北京航空航天大学出版社，20033.李朝青李朝青. 单片机单片机&DSP外围数字外围数字IC技术手册技术手册. 北京：北京航空航天大学出版社，北京：北京航空航天大学出版社，20024.何立民何立民. 单片机高级教程单片机高级教程. 北京：北京航空航天大学出版社，北京：北京航空航天大学出版社，19995.何立民何立民. I2C总线应用系统设计总线应用系统设计. 北京：北京航空航天大学出版社，北京：北京航空航天大学出版社
49、，20046.张俊谟张俊谟. 单片机中级教程单片机中级教程. 北京：北京航空航天大学出版社，北京：北京航空航天大学出版社，19997.张迎新，等张迎新，等. 单片机初级教程单片机初级教程. 北京：北京航空航天大学出版社，北京：北京航空航天大学出版社，19998.余永权余永权. Flash单片机原理及应用单片机原理及应用. 北京：电子工业出版社，北京：电子工业出版社，19979.潘琢金，等潘琢金，等. C8051F高速高速SOC单片机原理及应用单片机原理及应用. 北京：北京航空航天大学出版社，北京：北京航空航天大学出版社，200210.李刚李刚. ADC8系列单片机原理与应用技术系列单片机原理与
50、应用技术. 北京：北京航空航天大学出版社，北京：北京航空航天大学出版社，200211.李群芳，等李群芳，等. 单片微型计算机与接口技术单片微型计算机与接口技术. 北京：北京： 电子工业出版社，电子工业出版社，200112.朱定华，等朱定华，等. 单片微机原理与应用单片微机原理与应用. 北京：清华大学出版社，北京：北方交通大学出版社，北京：清华大学出版社，北京：北方交通大学出版社，200313.李维祥李维祥. 单片机原理与应用单片机原理与应用. 天津：天津大学出版社，天津：天津大学出版社，200114.肖洪兵，等肖洪兵，等. 跟我学用单片机跟我学用单片机. 北京：北京航空航天大学出版社，北京：北京航空航天大学出版社，200215.钱逸秋钱逸秋. 单片机原理与应用单片机原理与应用. 北京：电子工业出版社，北京：电子工业出版社，2002参考资料参考资料8/2/2024
